一种两轴并联机械手运动装置的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种两轴并联机械手运动装置。


背景技术：

2.对现有食品包装行业中，对于软袋、盒状、条状物的装箱一直是食品后段包装的难点。目前市场上的装箱机械无法模仿人手的功能，所以装入箱内的软包杂乱无章，排序混乱，无法达到食品用户的要求，所以主要的用户还是采用人工包装。立式袋人工包装存在着劳动强度大、用人成本高、生产效率低、计数准确性难以控制的弊端。而对于当前的现状，这就需要采用智能机械手的方式来装箱，而解决装箱的关键问题是机械手抓取装置。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种两轴并联机械手运动装置，结构简单、紧凑，能模仿人手臂功能，小巧灵活，适应狭小空间，实现物料的定位抓取和定位放置；可承受大的工作负载。
4.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
5.一种两轴并联机械手运动装置，包括a电机、b电机、传动轴、a连杆机构、b连杆机构、安装架和固定架，a电机、b电机固设于安装架上；b连杆机构包括上臂组件、中间板和下臂组件，a电机的输出端通过传动轴与上臂组件的上端连接，上臂组件的下端通过中间板与下臂组件的上端连接，下臂组件的下端与固定架连接，b电机通过a连杆机构与下臂组件连接。
6.按照上述技术方案，上臂组件包括大臂和上连杆，下臂组件包括直臂和下连杆；
7.a电机的输出端通过传动轴与大臂的上端连接，大臂的下端通过大臂连接轴与直臂的上端和中间板的一端铰接；上连杆的上端与安装架铰接，中间板的另两端分别与上连杆的下端和下连杆的上端铰接，下连杆的下端和直臂的下端分别与固定架铰接，b电机通过a连杆机构与直臂连接。
8.按照上述技术方案，a连杆机构包括小臂和小臂连杆，b电机的输出端与小臂的上端连接，小臂的下端与小臂连杆的上端铰接，小臂连杆的下端通过直臂连接轴与直臂中部铰接。
9.按照上述技术方案，b连杆机构的个数为两个，两个b连杆机构的上端分别与安装架的同侧两端连接，两个b连杆机构的下端分别与固定架的两端连接；小臂连杆的下端分别与两个b连杆机构的小臂连杆连接。
10.按照上述技术方案，中间板为三角板，大臂的下端通过大臂连接轴与直臂的上端和三角板的一个角端铰接，上连杆的下端与三角板的一个角端铰接，下连杆的上端与三角板的另一个角端铰接。
11.按照上述技术方案，b连杆机构的个数为两个，两个b连杆机构的上端分别与安装架的同侧两端连接，两个b连杆机构的下端分别与固定架的两端连接；小臂连杆的上端通过
小臂连接法兰与小臂连接，小臂连杆的下端分别通过直臂连接轴与两个b连杆机构的直臂铰接，小臂连杆为三角形镂空结构。
12.按照上述技术方案，固定架包括两个底板安装板和抓手底板，两个底板安装板分别固设于抓手底板的两端，两个b连杆机构分别与两个底板安装板连接。
13.按照上述技术方案，一个底板安装板分别与直臂的下端和下连杆的下端铰接；底板安装板为三角形。
14.按照上述技术方案，两个底板安装板分别为a底板安装板和b底板安装板。
15.按照上述技术方案，传动轴包括短传动轴、长传动轴和联轴节，短传动轴的一端与a电机连接，短传动轴另一端通过联轴节与长传动轴的一端连接，长传动轴的另一端通过轴承座与安装架连接。
16.按照上述技术方案，安装架包括安装座顶板、安装座减速机端侧板、安装座轴承端侧板、安装座中间立板和安装座单联减速机侧板，安装座减速机端侧板、安装座轴承端侧板、安装座中间立板和安装座单联减速机侧板的上端均与安装座顶板的底部连接，a电机固设于安装座减速机端侧板上，b电机固设于安装座单联减速机侧板上，传动轴通过轴承与安装座轴承端侧板连接，安装座轴承端侧板设置于安装座顶板的一端，安装座减速机端侧板和安装座单联减速机侧板设置于安装座顶板的另一端，安装座中间立板的两端分别与安装座减速机端侧板和安装座单联减速机侧板连接。
17.按照上述技术方案，a电机通过a减速机与传动轴连接，b电机通过b减速机与a连接杆组件连接；a电机和b电机均为伺服电机。
18.本实用新型具有以下有益效果：
19.本装置结构简单、紧凑，能模仿人手臂功能，适应狭小空间，能在工作区域进退自如，实现物料的定位抓取和定位放置；在两个伺服电机的驱动下，通过多组连杆机构带动固定架做上、下，左、右移动，具有人体仿真特性，模仿人的大臂和小臂在一个平面内动作，由于采用了两组并联的方式，可承受大的工作负载。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例中两轴并联机械手运动装置的正面轴测示意图；
21.图2是本实用新型实施例中两轴并联机械手运动装置的背面轴测示意图；
22.图中，1
‑
a电机，2
‑
b电机，3
‑
a减速机，4
‑
b减速机，5
‑1‑
短传动轴，5
‑2‑
联轴节，5
‑3‑
长传动轴，5
‑4‑
轴承固定座，5
‑5‑
向心球轴承，6
‑1‑
小臂，6
‑2‑
小臂连接法兰，6
‑3‑
小臂连杆，7
‑1‑
a上连杆，7
‑2‑
b上连杆，7
‑3‑
a三角板，7
‑4‑
b三角板，7
‑5‑
a下连杆，7
‑6‑
b下连杆，7
‑7‑
a大臂，7
‑8‑
b大臂，7
‑9‑
a直臂，7
‑
10
‑
b直臂，7
‑
11
‑
直臂连接轴，7
‑
12
‑
大臂连接轴，8
‑1‑
安装座顶板，8
‑2‑
安装座减速机端侧板，8
‑3‑
安装座单联减速机侧板，8
‑4‑
安装座轴承端侧板，8
‑5‑
安装座中间立板，9
‑1‑
a底板安装板，9
‑2‑
b底板安装板，9
‑3‑
抓手底板。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
24.参照图1～图2所示，本实用新型提供的一种实施例中两轴并联机械手运动装置，包括a电机1、b电机2、传动轴、a连杆机构、b连杆机构、安装架和固定架，a电机1、b电机2固设
于安装架上；b连杆机构包括上臂组件、中间板和下臂组件，a电机1的输出端通过传动轴与上臂组件的上端连接，上臂组件的下端通过中间板与下臂组件的上端连接，下臂组件的下端与固定架连接，b电机2通过a连杆机构与下臂组件连接。
25.进一步地，上臂组件包括大臂和上连杆，下臂组件包括直臂和下连杆；
26.a电机1的输出端通过传动轴与大臂的上端连接，大臂的下端通过大臂连接轴7
‑
12与直臂的上端和中间板的一端铰接；上连杆的上端与安装架铰接，中间板的另两端分别与上连杆的下端和下连杆的上端铰接，下连杆的下端和直臂的下端分别与固定架铰接，b电机2通过a连杆机构与直臂连接。
27.进一步地，a连杆机构包括小臂6
‑
1和小臂连杆6
‑
3，b电机2的输出端与小臂6
‑
1的上端连接，小臂6
‑
1的下端与小臂连杆6
‑
3的上端铰接，小臂连杆6
‑
3的下端通过直臂连接轴7
‑
11与直臂中部铰接。
28.进一步地，b连杆机构的个数为两个，两个b连杆机构的上端分别与安装架的同侧两端连接，两个b连杆机构的下端分别与固定架的两端连接；小臂连杆6
‑
3的上端通过小臂连接法兰6
‑
2与小臂6
‑
1连接，小臂连杆6
‑
3的下端分别通过直臂连接轴7
‑
11与两个b连杆机构的直臂铰接，小臂连杆6
‑
3为三角形镂空结构。
29.进一步地，中间板为三角板，大臂的下端通过大臂连接轴7
‑
12与直臂的上端和三角板的一个角端铰接，上连杆的下端与三角板的一个角端铰接，下连杆的上端与三角板的另一个角端铰接。
30.进一步地，b连杆机构的个数为两个，两个b连杆机构的上端分别与安装架的同侧两端连接，两个b连杆机构的下端分别与固定架的两端连接。
31.进一步地，固定架包括两个底板安装板和抓手底板，两个底板安装板分别固设于抓手底板的两端，两个b连杆机构分别与两个底板安装板连接。
32.进一步地，一个底板安装板分别与直臂的下端和下连杆的下端铰接；底板安装板为三角形。
33.进一步地，两个底板安装板分别为a底板安装板9
‑
1和b底板安装板9
‑
2。
34.进一步地，传动轴包括短传动轴5
‑
1、长传动轴5
‑
3和联轴节5
‑
2，短传动轴5
‑
1的一端与a电机1连接，短传动轴5
‑
1另一端通过联轴节5
‑
2与长传动轴5
‑
3的一端连接，长传动轴5
‑
3的另一端通过轴承座与安装架连接。
35.进一步地，安装架包括安装座顶板8
‑
1、安装座减速机端侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4、安装座中间立板8
‑
5和安装座单联减速机侧板8
‑
3，安装座减速机端侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4、安装座中间立板8
‑
5和安装座单联减速机侧板8
‑
3的上端均与安装座顶板8
‑
1的底部连接，a电机1固设于安装座减速机端侧板8
‑
2上，b电机2固设于安装座单联减速机侧板8
‑
3上，传动轴通过轴承与安装座轴承端侧板8
‑
4连接，安装座轴承端侧板8
‑
4设置于安装座顶板8
‑
1的一端，安装座减速机端侧板8
‑
2和安装座单联减速机侧板8
‑
3设置于安装座顶板8
‑
1的另一端，安装座中间立板的两端分别与安装座减速机端侧板8
‑
2和安装座单联减速机侧板8
‑
3连接。
36.进一步地，a电机1通过a减速机与传动轴连接，b电机2通过b减速机与a连接杆组件连接；a电机1和b电机2均为伺服电机，a减速机和b减速机均为行星减速机。
37.本实用新型的工作原理：参照图1和图2所示，本发明的一个实施例中的两轴机械
手运动装置，包括a电机1、b电机2、a减速机3、b减速机4、传动轴、a连杆机构、两个b连杆机构、安装架、和固定架，两个伺服电机通过伺服减速机平行固设于安装架上，传动轴的一端通过a伺服减速机3和a电机1连接，传动轴的另一端通过轴承座固定在安装架上，a连杆机构上端同b减速机4直连，b电机2通过b减速机4带动a连杆机构运转，a连杆机构位于安装架中间位置，下端同b连杆机构下端并联，两个b连杆机构上端分别同安装架铰接，分布于安装架的两侧，下端同固定架铰接，两个b连杆机构与传动轴连接，a电机1通过传动轴带动两个连杆运转，并联机械手带动固定架快速升降和左右移动，当固定架配置夹具时，实现对袋状、条状、盒状的定位抓取和定位装箱。
38.进一步的，传动轴包括短传动轴5
‑
1、长传动轴5
‑
3和联轴节5
‑
2，短传动轴5
‑
1的一端通过a减速机3与a电机1连接，短传动轴5
‑
1的另一端通过联轴节5
‑
2与长传动轴5
‑
3的一端连接，长传动轴5
‑
3的另一端与轴承座5
‑
4连接。
39.进一步的，a连杆机构包括小臂6
‑
1、小臂连接法兰6
‑
2、小臂连杆6
‑
3，小臂的上端同b减速机4直连，小臂6
‑
1的下端通过小臂连接法兰6
‑
2和小臂固定销同小臂连杆6
‑
3连接，小臂连杆6
‑
3下端通过直臂连接轴7
‑
11同b连杆机构的两个直臂连接。
40.进一步的，b连杆机构包括两个大臂、两个上连杆、两个三角板、两个直臂、两个下连杆、大臂连接轴7
‑
12、直臂连接轴7
‑
11，两个大臂上端同传动轴连接，下端同大臂连接轴7
‑
12连接，两个上连杆的上端同安装架铰接，下端同三角板的一个角端铰接在一起，两个下连杆的上端同三角板的另外一个角端铰接在一起，下端同固定架铰接，两个三角板的两个角端分别同上连杆的下端和下连杆的上端铰接，两个三角板同大臂连接轴7
‑
12连接，两个直臂的上端同大臂连接轴7
‑
12连接，下端同固定架铰接。
41.进一步的，安装架包括安装座顶板8
‑
1、安装座减速机端侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4、安装座中间立板8
‑
5、安装座单联减速机侧板8
‑
3，安装座减速机端侧板8
‑
2和安装座轴承端侧板8
‑
4的上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，分布两侧，a电机1通过a减速机3固设于安装座减速机端侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4上，两个上连杆的上端同安装座减速机端侧板8
‑
2和安装座轴承端侧板8
‑
4铰接，安装座单联减速机侧板8
‑
3的上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，侧边同安装座中间立板8
‑
5连接固定，b电机2通过b减速机4固定于安装座单联减速机侧板8
‑
2，安装座中间立板8
‑
5上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，两端分别和安装座减速机侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4连接固定，中间侧同安装座单联减速机侧板8
‑
3连接固定。
42.进一步的，固定架包括a底板安装板9
‑
1、b底板安装板9
‑
2和抓手底板9
‑
3，两个三角形底板安装板分布在抓手底板9
‑
3的两侧，两个三角形底板安装板的角端分别同直臂的下端和下连杆的下端铰接，底板安装板下端同抓手底板9
‑
3连接固定。
43.进一步的，小臂连杆6
‑
3外观新颖，结构强度大，小臂连杆6
‑
3上端通过小臂连接法兰6
‑
2同小臂6
‑
1连接，下端通过直臂连接轴7
‑
11同b连杆机构的两个直臂连接。
44.进一步的，小臂6
‑
1的材质为铝合金，小臂6
‑
1下端同小臂连接法兰6
‑
2安装固定后同小臂连杆6
‑
3连接，小臂连接法兰的材质为304，避免了小臂6
‑
1同翻边固体自润滑轴套相对运动导致的磨损。
45.进一步的，小臂6
‑
1、小臂连杆6
‑
3的长度要小于大臂、直臂的长度，小臂6
‑
1旋转通过小臂连杆6
‑
3带动两个直臂，使得两轴并联机械手在节省占用空间的同时，拥有更大的下
探行程。
46.进一步的，两个上连杆、两个大臂、两个三角板、安装座减速机端侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4分别在两侧构成了平行四边形结构，两个下连杆、两个直臂、两个三角板、两个底板安装板分别在两侧构成了第二个平行四边形结构，保证了抓手底板9
‑
3运动过程中始终处于水平。
47.进一步的，安装座减速机端侧板8
‑
2和安装座轴承端侧板8
‑
4的上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，分布两侧，安装座单联减速机侧板8
‑
3的上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，在安装座顶板8
‑
1相应位置预设定位凹槽，可准确安装，安装座单联减速机侧板8
‑
3的侧边同安装座中间立板8
‑
5连接固定，在安装座中间立板8
‑
5相应位置预设定位凹槽，可准确安装，安装座中间立板8
‑
5上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，在安装座顶板8
‑
1相应位置预设定位凹槽，可准确安装，两端分别和安装座减速机侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4连接固定，在安装座减速机侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4相应位置预设定位凹槽，可准确安装。
48.本实用新型的工作过程是这样的：在a电机1、b电机2驱动下，两轴并联机械手做上升、右移动作，抓手底板9
‑
3配置夹具到达抓取位置。控制器发出拾包信号，机械手做下降动作，配合夹具拾起物料，随后做上升、左移动作，到达放包位置。控制器发出装箱信号，机械手做下降动作进行装箱。
49.如图1和图2所示，本发明由一个a电机1、一个b电机2、一个a减速机3、一个b减速机4、一个传动轴、一个a连杆机构、两个b连杆机构、一个安装架、和一个固定架组成。两个伺服电机通过伺服减速机平行固设于安装架上，传动轴的一端通过a伺服减速机3和a电机1连接，传动轴的另一端通过轴承座固定在安装架上，a连杆机构上端同b减速机4直连，b电机2通过b减速机4带动a连杆机构运转，a连杆机构位于安装架中间位置，下端同b连杆机构下端并联，两个b连杆机构上端分别同安装架铰接，分布于安装架的两侧，下端同固定架铰接，两个b连杆机构与传动轴连接，a电机1通过传动轴带动两个连杆运转，并联机械手带动固定架快速升降和左右移动，当固定架配置夹具时，实现对袋状、条状、盒状的定位抓取和定位装箱。
50.所述传动轴由短传动轴5
‑
1一件、长传动轴5
‑
3一件和联轴节5
‑
2一件组成。短传动轴5
‑
1的一端通过a减速机3与a电机1连接，短传动轴5
‑
1的另一端通过联轴节5
‑
2与长传动轴5
‑
3的一端连接，长传动轴5
‑
3的另一端与轴承座5
‑
4连接。
51.所述a连杆机构由小臂6
‑
1一件、小臂连接法兰6
‑
2一件、小臂连杆6
‑
3一件组成。小臂的上端同b减速机4直连，小臂6
‑
1的下端通过小臂连接法兰6
‑
2和小臂固定销同小臂连杆6
‑
3连接，小臂连杆6
‑
3下端通过直臂连接轴7
‑
11同b连杆机构的两个直臂连接。
52.所述b连杆机构由a上连杆7
‑
1一件，b上连杆7
‑
2一件，a三角板7
‑
3一件，b三角板7
‑
4一件，a下连杆7
‑
5一件，b下连杆7
‑
6一件，a大臂7
‑
7一件，b大臂7
‑
8一件，a直臂7
‑
9一件，b直臂7
‑
10一件，直臂连接轴7
‑
11一件，大臂连接轴7
‑
12一件组成。两个大臂上端同传动轴连接，下端同大臂连接轴7
‑
12连接，两个上连杆的上端同安装架铰接，下端同三角板的一个角端铰接在一起，两个下连杆的上端同三角板的另外一个角端铰接在一起，下端同固定架铰接，两个三角板的两个角端分别同上连杆的下端和下连杆的上端铰接，两个三角板同大臂连接轴7
‑
12连接，两个直臂的上端同大臂连接轴7
‑
12连接，下端同固定架铰接。
53.所述安装架由安装座顶板8
‑
1一件，安装座减速机端侧板8
‑
2一件，安装座单联减
速机侧板8
‑
3一件，安装座轴承端侧板8
‑
4一件，安装座中间立板8
‑
5一件组成。安装座减速机端侧板8
‑
2和安装座轴承端侧板8
‑
4的上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，分布两侧，a电机1通过a减速机3固设于安装座减速机端侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4上，两个上连杆的上端同安装座减速机端侧板8
‑
2和安装座轴承端侧板8
‑
4铰接，安装座单联减速机侧板8
‑
3的上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，侧边同安装座中间立板8
‑
5连接固定，b电机2通过b减速机4固定于安装座单联减速机侧板8
‑
2，安装座中间立板8
‑
5上端同安装座顶板8
‑
1连接固定，两端分别和安装座减速机侧板8
‑
2、安装座轴承端侧板8
‑
4连接固定，中间侧同安装座单联减速机侧板8
‑
3连接固定。
54.所述固定架由a底板安装板9
‑
1一件，b底板安装板9
‑
2一件，抓手底板9
‑
3一件组成。两个三角形底板安装板分布在抓手底板9
‑
3的两侧，两个三角形底板安装板的角端分别同直臂的下端和下连杆的下端铰接，底板安装板下端同抓手底板9
‑
3连接固定。
55.以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。